光声成像中基于高阶相关的实时波束形成
摘要：线性阵列的光声图像是使用传统的延迟和求和（DAS）波束形成方法来重建的。尽管DAS波束形成器非常适用于PA图像形成，但由于对PA信号相关性的不准确假设，重建的图像通常受到噪声、旁瓣和其他强烈伪迹的影响。本文旨在开发一种反演方法，以减少旁瓣和伪迹的出现，提高图像质量性能。我们提出了一种基于高阶信号相关的波束形成器，其中比传统的延迟相乘和求和（DMAS）方法更多的延迟PA信号被组合和求和。所提出的技术与传统的波束形成器相比，在分辨率、对比度和信噪比方面提供了有效的改进。该方法的计算复杂度缩小到与DAS相同的$O(N)$数量级。因此，这种波束形成器可以在实时的PA图像重建中实现。使用GPU进行了计算时间的研究，所提出的方法几乎在与DAS和实时DMAS相同的时间范围内执行。该算法的验证研究在数值和实验上完成。在所有情况下，高阶DMAS波束形成器都显示出优越的重建效果。对离体模型的定量评价显示，与DAS和DMAS相比，所提出的方法在FWHM上分别提高了51％和6％，在信噪比上分别提高了81％和39％。总之，所提出的算法在实时光声成像及其应用方面具有很大的潜力和前景。
作者：Sufayan Mulani, Souradip Paul, and Mayanglambam Suheshkumar Singh
论文ID：2203.14906
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2022-10-05